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Verfahren zur Herstellung eines Kaliumnitrat und Harnstoff enthaltenden
Mischdüngers Obgleich Kaliumnitrat ein wegen seiner völligen Ballastfreiheit und
wegm seiner guten Nährstoffwirkung besonders wertvoller Stickstoffkalidünger ist,
wird es in der landwirtschaftlichen Praxis als solches kaum zur Düngung angewendet.
Der Grund hierfür liegt zum großen Teil in der Tatsache, daß das Verhältnis von
Stickstoff zu Kali in diesem Düngemittel für die Ernährung der landwirtschaftlichen
Kulturpflanzen wenig günstig ist. Während in den üblichen im Handel befindlichen
Mischdüngern dieses Verhältnis zwischen i : i biss 1:2 schwankt, beträgt es bei
einem Stickstoffgehalt des Kaliumnitrats von 40i10 und einem Kaligehalt von 45°,(o
nur 1:3. Die Düngerindustrie ist infolgedessen schon dazu übergegangen, dieses ungünstige
Stickstoffkal.iverhältnis dadurch zu verbessern, daß das Kaliumnitrat mit Harnstoff
vermischt und dadurch sein Stickstiffgehalt gesteigert wird. Eine Verbessrung des
Stickstoffkaliverhältnisses auf diesem Wege durch Vermischung von Kaliumnitrat und
Harnstoff hat aber die Durchführung zweier verschiedener Fabrikationsverfahren zur
Voraussetzung, nämlich einmal die Herstellung des Kaliumnitrats und andererseits
die davon getrennte Herstellung von Harnstoff, worauf dann noch in einem weiteren
Arbeitsgang die Mischung dieser beiden Komponenten bewirkt werden muß.
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Dieser umständlichen Arbeitsweise gegenüber besitzt das im folgenden
beschriebene Verfahren der vorliegenden Erfindung bedeutende Vorzüge. In bekannter
Weise wird zunächst aus Kalkstickstoff und Kalium:sulfat oder dieses enthaltenden
Salzgemischen eine Kaliumcyanamidlögung hergestellt und letztere durch Zusatz von
Salpetersäure in ein Gemisch von Kaliumnitrat und Cyanamid umgewandelt. Die Lösung
dieser beiden Stoffe wird dann mit Mangansuperoxyd oder einem anderen festen Katalysator
versetzt and nach gegebenenfalls erfolgter schwacher Ansäuerung erwärmt. Dabei wird
das Cyanamid in Harnstoff übergeführt, so daß .nach der Katälyse ein Gemisch von
Harnstoff und Kaliumnitrat in der Lösung vorhanden ist. Die Lösung wird dann eingedampft
rund das Gemisch in fester Form gewonnen.
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:im Vergleich zu der Herstellung eines Kaliumnitrat-Harnstoff-Gemisches
in der alten Weise besitzt das Verfahren der Erfindung folgende Vorzüge. Die Herstellung
des Ka Liumnitrats auf dem Wege über den Kalkstickstoff ist bedeutend einfacher
und wirtschaftlicher als irgendeine andere Herstellungsweise, wie z. B. die Herstellung
von Kaliumnitrat
aus Chlorkalium und freier Salpetersäure. Sodann
übertrifft auch die Herstellung des Harnstoffs auf diesem Wege an Einfachheit die
Herstellung des Harnstoffs gemäß anderen bekannten Verfahren. Daher stellt ' schon
aus diesem Grunde die von der Erfinderin vorgeschlagene Kombination einen wesentlichen
technischen Fortschritt dar. Hinzu kommt schließlich noch, da.ß nach den Feststellungen
der Erfinderin die Gegenwart von Kaliumnitrat in spezifischer Weise den Verlauf
der Harnstoffbildung aus Cyanamid beschleunigt, wie aus dem unten gegebenen Beispie12
noch genauer ersichtlich ist.
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Die bisher nicht durchgeführte Kombination ist demnach mit einem besonderen
technischen Fortschritt verknüpft. Ausführungsbeispiele i. iooo ccm einer Kalkstickstofflösung,
die durch Schütteln von Zoo g Kalkstickstoff mit 1 1 Wasser hergestellt war und
3,750/0 Gesamtstickstoff enthielt, wurden mit i oho ccm i o, 6 % iger K2 S O, Lösung
vermischt. Der Niederschlag wurde nach 2 Stunden filtriert und ausgewaschen, sIo
daß 2100 ccm Filtrat vorlagen. Dieses Filtrat wurde nach und nach mit konzentrierter
Salpetersäure versetzt, bis schwach saure Reaktion vorhanden war. Darauf wurden
i oo g künstlich hergestelltes. Mangansuperoxyd dazugegeben und das Gemisch unter
Rühren erwärmt, bis nach etwa i Stunde die Temperatur von 8o° erreicht war. Danach
war die Gesamtmenge des Cyanamids in Harnstoff umgewandelt. Durch Eindampfen wurde
ein Gemisch von Harnstoff und Kaliumnitrat gewonnen. Die Ausbeute betrug 219 g;
die Zusammensetzung des Salzgemisches war folgende: Gesamtstickstoffgehalt 2q.,io;o,
K20-Gehalt 25,q.%.
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z. Beispie12 liefert den Nachweis für die Beschleunigung der Harnstoftbildung
aus Cyanamid in Gegenwart von Kaliumnitrat plus Mangandioxyd (s. b) im Vergleich
zur alleinigen Anwesenheit von Mangandioxyd (s. a#).
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Aus c ergibt sich, daß Natriumnitrat die begclileunigende Wirkung
des. Kaliumnitrats nicht besitzt.
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Eine Kalkstickstoffaufschläinmung wurde mit Kohlensäure bis zum Auftreten
saurer Reaktion umgesetzt und auf diese Weise eine Lösung mit 5,8% freiem Cyan.amid
erhalten. Je 5occm dieser Lösung wurden mit je 5 g aktivem Mangandioxyd .ohne weiteren
Zusatz bzw. mit den unter b und c angegebenen Zusätzen so erwärmt, daß die Temperatur
gleicherweise nach io Minuten 65° erreicht hatte. In diesem Zeitpunkte war der Harnstoffgehalt
der Lösung a bei Ausführung des Versuchs ohne weiteren Zusatz 2,o%, Lösung b bei
Anwesenheit von i o g gelöstem Kaliumnitrat 7,80/0, Lösung c bei Anwesenheit von
2o g gelöstem Natriumnitrat 1,50/0.
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Bei vollständiger Umwandlung waren 8,3(),"o Harnstoff zu erwarten.